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Montes Claros/MG - 2014 Dulce Pereira dos Santos Graziella Fernandes de Castro Magda Fonseca Queiroz Mota 2ª edição atualizada por Graziella Fernandes de Castro Climatologia 2ª EDIÇÃO 2014 Proibida a reprodução total ou parcial. Os infratores serão processados na forma da lei. EDITORA UNIMONTES Campus Universitário Professor Darcy Ribeiro s/n - Vila Mauricéia - Montes Claros (MG) Caixa Postal: 126 - CEP: 39.401-089 Correio eletrônico: editora@unimontes.br - Telefone: (38) 3229-8214 Catalogação: Biblioteca Central Professor Antônio Jorge - Unimontes Ficha Catalográfica: Copyright ©: Universidade Estadual de Montes Claros UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MONTES CLAROS - UNIMONTES REITOR João dos Reis Canela VICE-REITORA Maria Ivete Soares de Almeida DIRETOR DE DOCUMENTAÇÃO E INFORMAÇÕES Humberto Velloso Reis EDITORA UNIMONTES Conselho Editorial Prof. Silvio Guimarães – Medicina. Unimontes. Prof. Hercílio Mertelli – Odontologia. Unimontes. Prof. Humberto Guido – Filosofia. UFU. Profª Maria Geralda Almeida. UFG. Prof. Luis Jobim – UERJ. Prof. Manuel Sarmento – Minho – Portugal. Prof. Fernando Verdú Pascoal. Valencia – Espanha. Prof. Antônio Alvimar Souza - Unimontes. Prof. Fernando Lolas Stepke. – Univ. Chile. Prof. José Geraldo de Freitas Drumond – Unimontes. Profª Rita de Cássia Silva Dionísio. Letras – Unimontes. Profª Maisa Tavares de Souza Leite. Enfermagem – Unimontes. Profª Siomara A. Silva – Educação Física. UFOP. CONSELHO EDITORIAL Ana Cristina Santos Peixoto Ângela Cristina Borges Betânia Maria Araújo Passos Carmen Alberta Katayama de Gasperazzo César Henrique de Queiroz Porto Cláudia Regina Santos de Almeida Fernando Guilherme Veloso Queiroz Jânio Marques Dias Luciana Mendes Oliveira Maria Ângela Lopes Dumont Macedo Maria Aparecida Pereira Queiroz Maria Nadurce da Silva Mariléia de Souza Priscila Caires Santana Afonso Zilmar Santos Cardoso REVISÃO DE LÍNGUA PORTUGUESA Carla Roselma Waneuza Soares Eulálio REVISÃO TÉCNICA Karen Torres C. Lafetá de Almeida Viviane Margareth Chaves Pereira Reis DESIGN EDITORIAL E CONTROLE DE PRODUÇÃO DE CONTEÚDO Andréia Santos Dias Camilla Maria Silva Rodrigues Fernando Guilherme Veloso Queiroz Magda Lima de Oliveira Sanzio Mendonça Henriiques Wendell Brito Mineiro Zilmar Santos Cardoso Diretora do Centro de Ciências Biológicas da Saúde - CCBS/ Unimontes Maria das Mercês borem Correa Machado Diretor do Centro de Ciências Humanas - CCH/Unimontes Antônio Wagner Veloso rocha Diretor do Centro de Ciências Sociais Aplicadas - CCSA/Unimontes Paulo Cesar Mendes barbosa Chefe do Departamento de Comunicação e Letras/Unimontes Sandra ramos de Oliveira Chefe do Departamento de Educação/Unimontes Andréa Lafetá de Melo Franco Chefe do Departamento de Educação Física/Unimontes rogério Othon Teixeira Alves Chefe do Departamento de Filosofi a/Unimontes Ângela Cristina borges Chefe do Departamento de Geociências/Unimontes Antônio Maurílio Alencar Feitosa Chefe do Departamento de História/Unimontes Francisco Oliveira Silva Jânio Marques Dias Chefe do Departamento de Estágios e Práticas Escolares Cléa Márcia Pereira Câmara Chefe do Departamento de Métodos e Técnicas Educacionais Helena Murta Moraes Souto Chefe do Departamento de Política e Ciências Sociais/Unimontes Maria da Luz Alves Ferreira Ministro da Educação Aloizio Mercadante Oliva Presidente Geral da CAPES Jorge Almeida Guimarães Diretor de Educação a Distância da CAPES João Carlos Teatini de Souza Clímaco Governador do Estado de Minas Gerais Antônio Augusto Junho Anastasia Vice-Governador do Estado de Minas Gerais Alberto Pinto Coelho Júnior Secretário de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior narcio rodrigues da Silveira Reitor da Universidade Estadual de Montes Claros - Unimontes João dos reis Canela Vice-Reitora da Universidade Estadual de Montes Claros - Unimontes Maria ivete Soares de Almeida Pró-Reitor de Ensino/Unimontes João Felício rodrigues neto Diretor do Centro de Educação a Distância/Unimontes Jânio Marques Dias Coordenadora da UAB/Unimontes Maria Ângela Lopes Dumont Macedo Coordenadora Adjunta da UAB/Unimontes betânia Maria Araújo Passos Autores Dulce Pereira dos Santos Professora e Pesquisadora do Departamento de Geociências Mestre em Desenvolvimento Social pela Unimontes Doutoranda em Geografia pela Universidade Estadual de Uberlândia - UFU E-mail: dulcipsantos@yahoo.com.br Graziella Fernandes de Castro Professora e Coordenadora do Programa Mídias na Educação – Ciclo Intermediário Mestre em Desenvolvimento Social pela Unimontes E-mail: grazimidias@gmail.com Magda Fonseca Queiroz Mota Professora do Instituto Superior de Educação Ibituruna Mestre em Desenvolvimento Sustentável, Meio Ambiente e Indústria pela Universidade Internacional de Andalucia/Espanha Doutoranda em Ciência Política pela Universidade de Salamanca/Espanha E-mail: magdafqm@yahoo.com Sumário Apresentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 Unidade 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 Conceitos: meteorologia e climatologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 1.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 1.2 Tempo e clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 1.3 Meteorologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 1.4 Climatologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 Unidade 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 Meteorologia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 2.1 Introdução. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 2.2 O planeta terra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 2.3 A atmosfera terrestre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 2.4 Relações astronômicas entre e sol e a terra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.5 Radiação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Unidade 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 Climatologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 3.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 3.2 Elementos e Fatores do Clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.3 Circulação geral da atmosfera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 3.4 Zonas de convergência (ZC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .45 3.5 Massas de ar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 3.6 Frentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 3.7 Ventos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 Unidade 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 Classificação climática, clima regional (análise do Brasil), balanço hídrico e as implicações das variações climáticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 4.1 Introdução. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 4.2 Classificação climática. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.3 Os grandes sistemas climáticos do globo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 4.4 Os principais tipos de clima do mundo segundo Köpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 4.5 Balanço hídrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65 4.6 Classificação climática no Brasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4.7 Variações climáticas e suas implicações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73 Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79 Resumo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81 Referências básicas e complementares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83 Atividades de Aprendizagem - AA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85 9 Geografia - Climatologia Apresentação Você agora começa o 2° período do Curso de Geografia e esse material didático da disciplina Climatologia tem a intenção de possibilitar-lhe o acesso a um instrumento por meio do qual você possa realizar, com eficiência e profícuo resultado, os fins a que essa graduação se destina, isto é, a sua formação acadêmica com vistas ao aperfeiçoamento e qualificação do futuro docente. O material Instrumental é o elemento pedagógico mediador entre o que se pretende trans- mitir, em termos de conhecimento, e o que se quer que seja apreendido. Ele é o principal inter- locutor entre o aluno e o professor-tutor. O processo pedagógico está assim fundamentado na comunicação dialógica Este material de climatologia é dirigido praticamente aos estudantes de geografia e das ci- ências ambientais. Nele, estão contidos textos básicos sobre os princípios fundamentais da me- teorologia e climatologia, tendo em vista as necessidades dos alunos de um curso a distância. É inquestionável a importância da climatologia e meteorologia para o estudo da geografia. Duas ciências que neste curso se apresentam em uma única disciplina, na perspectiva de melhor entender a influência dos eventos atmosféricos na Terra. Destacamos que neste material os processos atmosféricos e os sistemas climáticos são des- critos e explicados de modo não matemático, uma vez que não é nosso objetivo aprofundar em cálculos matemáticos, bem como a carga horária (75h/a) desta disciplina não nos permite apro- fundar nos conteúdos. Optamos por realizar um material bastante referenciado e ilustrativo, contendo questões de revisão, unidade por unidade, com a finalidade básica de orientar os estudantes em sua leitura. Destacamos que, ao contrário do que se poderia pensar, a Climatologia não é uma Ciência recente. Desde a Antiguidade, povos como os Egípcios, os Gregos, os Árabes, os Chineses, apli- cavam os conhecimentos meteorológicos e climatológicos disponíveis na organização das suas vidas e das suas atividades. Hoje em dia, tornou-se óbvio que as atividades humanas podem, inadvertidamente, modifi- car o ambiente climático local e global, através da utilização de combustíveis fósseis, da emissão de gases, da produção de aerossóis e da deflorestação. Daí a importância de conhecer os ele- mentos, os fatores e os eventos que contribuem para a dinâmica da atmosfera. Além do mais, este material engloba ainda os conceitos básicos de meteorologia e climato- logia, enfatizando os domínios climáticos do Brasil (análise regional) e do Mundo. E, para descontrair e apreender o conteúdo aqui descrito, sugerimos vídeos e sites, acredi- tando que, mesmo a distância, você, caro(a) acadêmico(a), irá se esforçar para acessá-los, obser- vando os conhecimentos adquiridos no decorrer da disciplina. Assim, nos despedimos, sugerindo que aproveitem o máximo a companhia do seu tutor para discutir acerca dos assuntos aqui explanados. Desejamos a todos um bom estudo! As autoras 11 Geografia - Climatologia UniDADe 1 Conceitos: meteorologia e climatologia Graziella Fernandes de Castro 1.1 Introdução Meteorologia e Climatologia são duas ciências que se completam. A primeira apresenta as características do tempo, suas alterações em pequeno intervalo de tempo. Enquanto a segunda, utiliza estas características, num maior intervalo de tempo, para determinar o clima local, regio- nal e/ou global. O surgimento da Climatologia, como um campo do conhecimento científico com identida- de própria, deu-se algum tempo depois da sistematização da Meteorologia. Voltada ao estudo da especialização dos elementos e fenômenos atmosféricos e de sua evo- lução, a Climatologia integra-se como subdivisão da Meteorologia e da Geografia. Nesta Unidade, focalizamos os conceitos e as diferenças entre “tempo e clima” e “meteoro- logia e climatologia” para que, a partir deste conhecimento, possamos melhor compreender os fatores que as diferenciam e as interrelacionam. Esta Unidade está estruturada da seguinte maneira: 1.2 Tempo e Clima 1.3 Meteorologia 1.3.1 Estações Climatológicas/Meteorológicas 1.3.2 Localização Ideal de Estações Meteorológicas e Principais Equipamentos Utilizados 1.4 Climatologia 1.4.1 Análise Rítmica 1.4.2 Escalas de Estudo Climatológico Iniciemos então esta jornada. 1.2 Tempo e clima Em Climatologia e Meteorologia, faz-se distinção entre dois termos muito confundidos pelo senso comum: tempo e clima. Segundo a Organização Meteorológica Mundial (OMM), “toda pro- priedade ou condição da atmosfera cujo conjunto define o estado do tempo ou do clima de uma região” são considerados elementos meteorológicos ou climatológicos. Na ciência da atmosfera é feita distinção entre tempo e clima, e entre Meteorologia e Clima- tologia. • Tempo – é o estado momentâneo da atmosfera; a coleta de dados, análise e previsão des- tes são dadas a partir de estudos realizados pela meteorologia. O tempo é efêmero, pode alterar-se várias vezes durante o dia. Mendonça e Oliveira (2007) definem tempo atmosfé- rico como o “estado momentâneo da atmosfera em um dado instante e lugar”. O estado da atmosfera é o “conjunto de atributos que a caracterizam naquele momento, tais como ra- diação (insolação), temperatura, umidade (precipitação, nebulosidade, etc.) e pressão (ven- tos,etc.)”. • Clima – é a síntese do tempo num dado lugar durante um período de aproximadamente 30 – 35 anos, refere-se às características da atmosfera inferidas de observações contínuas durante logo período (AYOADE, 1986). O Clima abrange maior número de dados, conside- DiCA A Organização Me- teorológicaMun- dial - OMM (órgão das Nações Unidas) facilita a cooperação no estabelecimento de redes de estação meteorológica em todo o mundo; promove o rápido intercâmbio das informações entre elas e possibilita a padro- nização e a publicação das observações da meteorologia, dentre outras funções. 12 UAB/Unimontes - 2º Período rações de desvio, condições extremas e as probabilidades de frequências de ocorrência de determinadas condições de tempo. Desta forma, pode-se notar que o clima apresenta um aspecto mais duradouro. Para Köppen, clima é o somatório das condições atmosféricas que fazem um lugar da superfície terrestre ser mais ou menos habitável para os seres vivos. • Thornthwaite conceitua como a influência mútua de fatores meteorológicos que darão o ca- ráter individualista a cada região. Quando dizem no noticiário que, neste momento no norte de Minas Gerais, está quente ou frio, ou que irá apresentar pancadas de chuvas, sol e/ou nuvens no final do dia ou amanhã, estão se referindo ao tempo. Quando dizem, por exemplo, que o Estado de Minas Gerais apresenta ve- rão quente e chuvoso, estão se referindo ao clima. Ferreira (2004) corrobora que clima “é uma generalização ou a integração das condições do tempo para um certo período, em uma determinada área”. Ou seja, clima refere-se ao estado da atmosfera analisado ao longo de 30-35 anos e está relacionado às condições atmosféricas que cos- tumam ocorrer dentro de um determinado intervalo de tempo caracterizando um lugar específico. 1.3 Meteorologia A Meteorologia é a ciência da atmosfera que analisa, interpreta, discute e verifica os diver- sos estados da atmosfera, sendo estes estados: físico, químico e dinâmico. Trata das inter-rela- ções entre os estados da atmosfera e a superfície terrestre. Meteorologia é definida como a ciência da atmosfera e está relacionada ao estado físico, di- nâmico e químico da atmosfera e às interações entre eles e a superfície terrestre (AYOADE, 2007). De acordo com Mendonça e Oliveira (2007, p.14), a meteorologia aborda, em sua especifici- dade, os fenômenos meteorológicos, “como raios, trovões, descargas elétricas, nuvens, composi- ção físico-química do ar, previsão do tempo, entre outros”. Destacam ainda que esta ciência trata também da “concepção dos instrumentos para a mensuração dos elementos e fenômenos atmos- féricos”. Esta mensuração é realizada através dos instrumentos situados nas Estações Meteorológi- cas e pelos satélites meteorológicos (Figura 01), ambos permitem registrar os diversos fenômenos, bem como fornecem dados essencialmente importantes para os estudos climatológicos. PArA SAber MAiS Acesse os links do Ins- tituto Nacional de Pes- quisas Espaciais (INPE) e verifique as informa- ções atualizadas sobre o tempo e o clima, no Brasil e no Mundo: http://tempo1.cptec. inpe.br/ http://clima1.cptec. inpe.br/ PArA SAber MAiS Conheça o Glossário de Meteorologia do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE): http://www.cptec.inpe. br/glossario/ DiCA O Brasil pretende dispa- rar seu próprio foguete em 2014 para colocar um satélite brasileiro em órbita. A última tentativa foi em 2003 na base aérea em Al- cântara, no Maranhão. Houve falha antes do lançamento do foguete resultando na morte de 21 pessoas. Para saber mais, veja: http://zdeneeck.blogs- pot.com.br/2010/04/ brasil-quer-disparar- -seu-foguete.html Figura 1: Órbitas dos Satélites Meteorológicos Geoestacionários. AEB (Agência Espacial Brasileira) e INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) Fonte: Disponível em <http://www.institutoino- va.org.br/index.php/ino- va/Inova/Comunicacao/ Clipping/Agencia-brasi- leira-quer-verba-privada- -em-satelite-geoestacio- nario> Acesso em junho de 2013. ► 13 Geografia - Climatologia A Meteorologia pode ser dividida em diversas modalidades, de acordo com a sua aplicação, como por exemplo: • Meteorologia Marítima: concentra os princípios meteorológicos da navegação. • Meteorologia Física: analisa os processos físicos que ocorrem na atmosfera. • Meteorologia Sinótica: estuda fenômenos e processos da atmosfera segundo observações simultâneas em determinada região e tem como finalidade realizar a previsão do tempo. • Meteorologia Dinâmica: estuda as forças que dão origem e que mantêm os movimentos atmosféricos, bem como estuda as modificações causadas por esses movimentos. Há também a meteorologia agrícola, aeronáutica, biometeorologia, aerologia, entre outras. 1.3.1 Estações climatológicas/meteorológicas Vianello e Alves (2000) apresentam diversas classificações de estações climatológicas mete- orológicas, entre as quais citam: • Estações climatológicas principais: medem todos os elementos meteorológicos necessários aos estudos climatológicos, constituídas por: área instrumental e escritório. • Estações climatológicas ordinárias: constituídas apenas de uma área instrumental composta por um abrigo termométrico e um pluviômetro. • Estações agrometeorólogicas: voltadas para a atividade agrícola, portanto, além das obser- vações atmosféricas, realiza ainda observações fenológicas. • Estações meteorológicas aeronáuticas: realiza coleta de informações necessárias para a se- gurança de aeronaves. Normalmente, estão instaladas nos grandes aeroportos e fazem inú- meras observações diárias. Há, ainda, estações rastreadoras de satélites meteorológicos, estações de radar meteorológico e estações de radiossondagens. Esses tipos de estações captam, através de satélites, informações relacionadas às camadas de nuvens, temperatura da superfície, distribuições verticais de tempera- tura e umidade, e as regiões cobertas de gelo e neve. Apresentam duas finalidades principais: me- dir o vento em altitude e observar as condições do tempo (TUBELIS E NASCIMENTO, 1980). 1.3.2 Localização ideal de estações meteorológicas e principais equipamentos utilizados A área a ser definida para instalação da estação (convencional ou automática) precisa ser representativa para onde as observações serão destinadas, atentando sempre para algumas pre- cauções: • a área deve ser bem exposta, apresentando longos horizontes, principalmente nos sentido leste-oeste; • não proximidade com áreas florestais, árvores isoladas e construções de alvenaria, pois po- dem projetar sombra na estação e interferir na coleta de dados; • a área deve ser plana, de fácil acesso e com a grama sempre aparada; • evitar proximidade com relevos. Os equipamentos utilizados variam com as características das estações meteorológicas, que vão desde um simples catavento a radares de efeito doppler e satélites de última geração. Al- guns dos equipamentos são: a. Psicrômetro: determina a temperatura e a umidade relativa do ar, encontra-se instalado dentro do abrigo termométrico. b. Higrotermógrafo: localiza-se no abrigo meteorológico e registra sucessivamente a tempe- ratura e a umidade relativa do ar. c. Termômetro de Máxima: mede a temperatura máxima do ar; é um dos equipamentos que se encontram dentro do abrigo termométrico. d. Termômetro de Mínima: afere a temperatura mínima do ar; é instalado dentro do abrigo termométrico. e. Geotermômetro: afere a temperatura do solo, mantido em área de solo nu ou solo vegeta- do, conforme a necessidade. 14 UAB/Unimontes - 2º Período f. Pluviômetro: determina a quantidade de chuva, o co- letor deve ficar a 1,5 m do solo, em nível e livre de obs- táculos. g. Pluviógrafo: registra a quantidade e a intensidade da chuva. h. Anemógrafo Universal: afere a velocidade instantâ- nea, a velocidade acumulada e a direção do vento. i. Barômetro: indica a pressão atmosférica. j. Barógrafo: registra continuamente a pressão atmosfé- rica. Deve ser instalado em prédio de alvenaria. k. Evaporímetro: determina a capacidade evaporativa do ar e encontra-se dentro do abrigo termométrico. l. Heliógrafo: registra o número de horas de insolação, abrigado em base sólida de alvenaria, sem risco de sombreamento. 1.4Climatologia Diversos são os conceitos relacionados à Climatologia que se referem aos padrões de com- portamento da atmosfera, examinados durante um longo período de tempo. Preocupa-se mais com os resultados dos processos influentes na atmosfera do que com suas operações imediatas. A Figura 3 apresenta exemplos de mapas climatológicos de precipitação, temperaturas má- xima e mínima do Brasil, no período de 1961 a 1990. (a) (a) (a) O que diferencia um meteorologista de um climatologista é a metodologia utilizada por eles. O primeiro aplica leis da física clássica e técnicas matemáticas, grosso modo, diz-se que es- tuda o tempo; o segundo faz uso de técnicas estatísticas a partir de informações sobre o tempo para obter dados sobre o clima. Assim como a meteorologia, a climatologia também apresenta subdivisões: • Climatologia regional: refere-se à descrição dos climas em áreas selecionadas da Terra. • Climatologia sinótica: estuda o tempo e o clima em área relacionada ao padrão de circula- ção atmosférica predominante. É uma nova abordagem para a climatologia regional. • Climatologia física: envolve a averiguação do comportamento dos elementos do tempo. En- fatiza a energia global e os regimes de balanço hídrico da atmosfera da Terra. • Climatologia histórica: analisa o desenvolvimento climatológico através dos tempos. ▲ Figura 2: Estação Meteorológica da Universidade Estadual de Montes Claros. Fonte: Graziella Fernandes de Castro, 2011. ▲ Figura 3: Climatologias de Precipitação (a) e Temperaturas Máxima e Mínima (b e c) INMET – Período de 1961 a 1990. Fonte: Disponível em <http://www.cptec.inpe. br/infoclima/climatologia. shtml> Acesso em janeiro de 2009. 15 Geografia - Climatologia 1.4.1 Análise rítmica A análise rítmica climatológica de determinada localidade só pode ser realizada através da representação de elementos considerados fundamentais ao clima, em unidade de tempo crono- lógico (Figura 4). Isso deve ser desenvolvido, pelo menos diariamente, observando os elementos: pressão atmosférica, umidade relativa do ar, temperatura, pluviosidade, direção dos ventos, co- bertura do céu, orientação cartográfica. 1.4.2 Escalas de estudo climatológico As escalas de estudos climáticos estão relacionadas aos estudos do clima e referem-se à or- dem de grandeza ou dimensão espacial (extensão) e temporal (duração). Estas escalas espaciais se destacam na geografia do clima, como: microclima, mesoclima e macroclima (Tabela 01), seguindo-se nesta ordem de grandeza, que é tanto climática quanto temporal. As grandezas superiores precisam das inferiores para existir, ou seja, o mesoclima só existe se houver o microclima e o macroclima posteriormente ao mesoclima. TABELA 01 Organização das Escalas Espacial e Temporal do Clima Ordem de Grandeza Subdivisões escala Horizontal escala Vertical Temporalidade das variações mais representativas exemplificação espacial Macroclima Clima Zonal Clima Regional > 2.000 3 a 12 km Algumas semanas e vários decênios O globo, um hemisfério, oce- ano, continente, mares, etc. Mesoclima Clima Regional Clima Local Topoclima 2.000 km a 10 km 12 Km a 100 m Várias horas a alguns dias Região natural, montanha, região metropo- litana, cidade, etc. Microclima 10 km a alguns m Abaixo de 100 m De minutos ao dia Bosque, uma rua, uma edifica- ção/casa, etc. Fonte: Mendonça e Oliveira, 2007. PArA SAber MAiS Os diagnósticos clima- tológicos são funda- mentos básicos da cli- matologia geográfica, pois tentam explicar os processos naturais que trazem influência nas ocupações humanas. ◄ Figura 4: Gráfico de Análise Rítmica dos Tipos de Tempos da cidade de Fortaleza/CE (período de 08 a 12 de janeiro de 1998) Fonte: Mendonça e Olivei- ra, 2007. 16 UAB/Unimontes - 2º Período Tem-se então que: • Microclimatologia: caracteriza os aspectos climáticos da baixa camada atmosférica e dos fa- tores que os controlam. • Macroclimatologia: é estudo do clima em escala global. • Mesoclimatologia:refere-se ao conhecimento das variáveis meteorológicas que caracteri- zam o clima de áreas de alguns quilômetros quadrados de extensão. Referências AYOADE, J. O. introdução à Climatologia para os trópicos. 12. ed. Tradução de Maria Juraci Zani dos Santos. Revisão: Sueli Bastos. São Paulo: DIFEL, 2007. FERREIRA, J. E. Apostila da disciplina Meteorologia. Curso de Geografia. Departamento de Geociências. Unimontes. Montes Claros. 2004. MENDONÇA, F.; OLIVEIRA, I.M.D. Climatologia: Noções Básicas e Climas do Brasil. São Paulo: Ofi- cina de Textos, 2007. TUBELIS, A.; NASCIMENTO, F. J. L. Meteorologia descritiva: fundamentos e aplicações brasilei- ras. São Paulo: Nobel, 1980. VIANELLO, R. L; ALVES, A.R. Meteorologia básica e Aplicações. Viçosa: UFV, 2000. Sites Consultados Glossário de Meteorologia. Disponível em <http://www.cptec.inpe.br/glossario/> Acesso em ja- neiro de 2009. ______. Disponível em <http://www.cptec.inpe.br/glossario/> Acesso em julho de 2013. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais/INEP. Disponível em <http://www.cptec.inpe.br/infocli- ma/climatologia.shtml>. Acesso em janeiro de 2009. ______. Disponível em <http://www.cptec.inpe.br/infoclima/climatologia.shtml>. Acesso em ju- lho de 2013. Organização Meteorologia Mundial (OMM). Disponível em <http://www.wmo.ch/> Acesso em ja- neiro de 2009. Estudos Geográficos. Revista Eletrônica de Geografia. Campinas/SP: Universidade Estadual Pau- lista. Disponível em <www.rc.unesp.br/igce/grad/geografia/revista.htm> Acesso em janeiro de 2009. Tempo. Disponível <http://tempo1.cptec.inpe.br/> Acesso em janeiro de 2009. Clima. Disponível <http://clima1.cptec.inpe.br/> Acesso em janeiro de 2009. ATiViDADe 1) Apresente uma proposta de atividade a ser desenvolvida com alunos do 6º ano do Ensino Fundamen- tal, no qual deverão dialogar sobre: tempo e clima; meteorologia e climatologia. A proposta deverá ser elaborada levando em consideração as seguin- tes orientações: - público alvo, - objetivo, - metodologia, - justificativa, - recurso didático, - duração: 3 horários (50 minutos) e - referências. Observação: essa atividade deverá ser enviada para o tutor no prazo e ferramenta virtual definida pelo mesmo. 17 Geografia - Climatologia UniDADe 2 Meteorologia Graziella Fernandes de Castro 2.1 Introdução Para melhor compreensão acerca dos processos meteorológicos e climatológicos deve-se entender a atmosfera terrestre, sua composição e sua estrutura vertical, bem como diferenciar os diversos tipos de radiação (solar, terrestre e atmosférica). Discutiremos o objeto de estudo da meteorologia, a atmosfera. Para tanto, devemos situá-la na estrutura vertical do Planeta Terra. Esta Unidade está estruturada da seguinte maneira: 2.2 O Planeta Terra 2.3 A Atmosfera Terrestre 2.3.1 Composição 2.3.2 Estrutura Vertical da Atmosfera 2.3.2.1 Exosfera 2.3.2.2 Termosfera 2.3.2.3 Mesopausa 2.3.2.4 Mesosfera 2.3.2.5 Estratosfera 2.3.2.6 Tropopausa 2.3.2.7 Troposfera 2.3.2.8 Alguns Conceitos Importantes 2.4 Relações Astronômicas Entre e Sol e a Terra 2.4.1 Os Sistemas de Coordenadas 2.4.2 Estações do Ano 2.4.3 Movimento aparente do sol 2.4.3.1 Noite e dia 2.5 Radiação 2.5.1 Espectro Eletromagnético 2.5.2 Campo de Radiação 2.2 O planeta terra A Terra é um dos oito planetas que compõe o Sistema Solar, sendo o terceiro planeta desse sistema. Encontra-se a, aproximadamente, 150 milhões de km da estrela Sol. O esquema do Planeta Terra apresenta a seguinte estrutura, a ser observada na Figura 5. É constituído basicamente por quatro regiões consideradas principais, a saber: em sua parte mais interna está o núcleo; em seguida, o manto; como parte sólida tem-se a crosta terrestre e supe- rior a esta camada, a atmosfera. • núcleo: de acordo com os sismólogos o núcleo é constituído, basicamente, dos elementos Níquel (Ni) e Ferro (Fe). As últimas conclusões acerca desta região terrestre destacam que esta camadaé subdividida em núcleo interno e núcleo externo, sendo que, no primeiro, seus componentes se encontram em estado sólido, perfazendo um raio de 1.200 km; no se- gundo, seus elementos se encontram em estado líquido, apresentando uma espessura de aproximadamente 2.000 km. • Manto: é constituído por material em estado líquido e apresenta espessura de 3.000 km. Segundo Vianello e Alves (2000), esta camada apresenta uma densidade da ordem de qua- PArA SAber MAiS Para maiores informa- ções sobre Sismologia acesse o site: http:// www.moho.iag.usp.br/ sismologia/index.php 18 UAB/Unimontes - 2º Período tro vezes a densidade da água e temperaturas diferenciadas. Esses dois fatores justificam a permanente movimentação das lavas, o que dá origem aos diversos fenômenos geológicos, como vulcanismo e a deriva dos continentes. • Crosta Terrestre: é a camada sólida da Terra, é cons- tituída quimicamente por elementos como oxigênio e silício e fisicamente por rochas e minerais. Destacam- -se as planícies, planaltos, as depressões, os vales, en- fim, as formações orográficas do planeta. De acordo com Vianello e Alves (2000), sua espessura, apesar de variável, não excede 40 km. • Atmosfera: caracteriza-se por ser a camada mais ex- terna da Terra; pode-se dizer que é uma camada de gases que envolve a Terra, atraída pela força da gravi- dade. 2.3 A atmosfera terrestre A atmosfera terrestre é uma mistura de gases dispostos em camadas que aderem ao planeta por ação da força da gravidade. Oferece proteção contras os raios solares nocivos às partículas no espaço exterior e torna possível a vida na Terra. As radiações solares e os raios cósmicos (cuja fonte permanece desconhecida) tornam pos- sível a vida na Terra. Eles são absorvidos ou dispersos sem causar prejuízos. Os meteoros e mete- oritos incineram quase todos com o calor friccional gerado pela sua entrada na atmosfera. Sem aquela proteção, o planeta estaria sujeito a grandes amplitudes térmicas, pois a atmosfera ajuda a dissipar o calor do sol durante o dia e funciona como isolador térmico durante a noite. Ferreira (2004) corrobora Vianello e Alves (2000), quando afirma que a atmosfera se inicia logo após a crosta terrestre, com densidade máxima que “vai se tornando cada vez menor à me- dida que se afasta do solo, até, finalmente, confundir-se com os rarefeitos gases interplanetários”. Apesar da grande evolução do homem em relação aos estudos da atmosfera, há algumas complexidades que dificultam os estudos desta camada de ar que compõe a estrutura terrestre, entre elas pode-se citar: a. a mistura de massas líquidas, elementos gasosos e partículas sólidas, ou seja, apresenta todos os estados da matéria: sólido, líquido e gasoso; b. as inconstantes reações químicas e fotoquímicas; c. as bruscas alterações, indo desde uma suave brisa a incontroláveis tufões, furacões e tor- nados; d. a impossibilidade de simulação em laboratório das características físicas da atmosfera; e. a dificuldade de computar as complexas equações diferenciais que conduzem o compor- tamento atmosférico. O que não deve ocorrer é deixar de considerar estas complexidades ao realizar um estudo analítico e prognóstico da atmosfera. 2.3.1 Composição Em situações normais, a atmosfera se apresenta insípida, inodora e incolor. Constitui-se de vapor d’água, partículas e gases diversos, sendo os mais importantes: nitrogênio (N), oxigênio (O), argônio (Ar) e ozônio (O3). Apesar de não ser fácil confirmar que a atmosfera tem a sua com- posição constantemente alterada, sabe-se que esta camada terrestre recebe gases que são lança- dos dos vulcões e/ou das queimas de combustíveis fósseis, por exemplo. Segundo Vianello e Alves (2000), a atmosfera é a camada mais “tênue” da Terra, apresentan- do sua massa 1.000.000 de vezes menor que a massa da parte sólida terrestre. Existem na atmosfera dois grupos de gases: os “permanentes” ou “não variáveis” e os “vará- veis”. Os primeiros estão relacionados à concentração praticamente constante de gases, situados em até cerca de 90 km de altitude e os segundos (Tabela 03) não apresentam concentração fixa dos gases. Figura 5: Estrutura da Terra Fonte: Elaboração própria. CASTRO, G. F, 2013. ► 19 Geografia - Climatologia TABELA 02 Constituintes “Não Variáveis” do Ar Atmosférico () Constituinte Conteúdo (% por volume) Nitrogênio (N2) 78,084 Oxigênio (02) 20,948 Argônio (Ar) 0,934 Neônio (Ne) 1,818 x 10-3 Hélio (He) 5,240 x 10-4 Metano (CH4) 2,000 x 10 -4 Criptônio (Kr) 1,140 x 10-4 Hidrogênio (H2) 0,500 x 10 -4 Xenônio (Xe) 0,087 x 10-4 Fonte: FLEAGLE E BUSINGER, 1980 apud VIANELLO, 2000, p.25. TABELA 03 Constituintes “Variáveis” do Ar Atmosférico Constituinte Conteúdo (% por volume) Vapor d’água ( H2O) 0 a 7 Dióxido de carbono (CO2) 0,033 Ozônio (O3) 0 a 0,01 Dióxido de enxofre (SO2) 0 a 0,0001 Dióxido de nitrogênio (NO2) 0 a 0,000002 Fonte: FLEAGLE E BUSINGER, 1980 apud VIANELLO, 2000, p.25. A composição da atmosfera não é estável nem no tempo e nem no espaço. Barry e Chorley (1976), citados por Ayoade (1986, p.16), desenvolveram o modelo de composição da atmosfera “estável” (Tabela 04), o que seria possível se levássemos em consideração que o ar se encontraria com poucas ou quase nenhuma partícula de vapor d’água e alguns gases variáveis. TABELA 04 Composição Média da Atmosfera seca abaixo de 25 Km, segundo Barry e Chorley, (1976) Gás Volume % (ar seco) Nitrogênio (N2) 78,08 Oxigênio (O2) 20,94 Argônio (Ar) 0,93 Dióxido de Carbono (CO2) 0,03 (variável) Neônio (Ne) 0,0018 Hélio (He) 0,0005 Ozônio (O3) 0,00006 Hidrogênio (H) 0,00005 Criptônio (Kr) Indícios Xenônio (Xe) Indícios Metano (Me) Indícios Fonte: AYOADE, J. O., (1986) 20 UAB/Unimontes - 2º Período Entre os diversos gases que constituem a atmosfera, destacam-se: • Vapor d’água (H2O) – é importante, por diversos fatores, entre eles: interfere na distribui- ção da temperatura na atmosfera; altera seu estado (gasoso, líquido e sólido), sendo o maior responsável pelos fenômenos chuva, neve, orvalho, entre outros; é a partir dele que se ori- ginam as nuvens; é um agente termorregulador e é absorvedor da radiação infravermelha. Porém sua constituição na atmosfera é relativamente pequena; na troposfera, sua mistura volumétrica é algo em torno de até 4 x 10-2. • Dióxido de Carbono (CO2) – é um agente termorregulador, absorvedor de radiação de on- das longas. Vianello e Alves (2000) chamam a atenção para o problema do aumento deste elemento na atmosfera, o que poderá causar um superaquecimento da mesma e, conse- quentemente, um provável desequilíbrio climático em todo o planeta. • Oxigênio (O2) – é o elemento essencial para a vida aeróbia na Terra. Desenvolve, através do processo fisiológico da respiração, a oxidação de compostos orgânicos. É a partir deste ele- mento que se tem a possibilidade de formação do ozônio. • Ozônio (O3) – este componente é importante por dois principais fatores: primeiro, porque absorve a radiação ultravioleta – radiação capaz de alterar o DNA (material genético) das cé- lulas de plantas e de animais, além de ser letal para alguns organismos unicelulares (bacté- rias, algas e protozoários); e, segundo, por absorver a radiação nas faixas ultravioleta, visível, e infravermelha do espectro eletromagnético, realizando o aquecimento da alta atmosfera. • Vianello e Alves (2000) destacam que a presença do O3 na superfície é muito reduzida, po- rém pode aumentar, a partir das atividades oriundas das indústrias e das queimas de com- bustíveis fósseis. Nesse caso, o ozônio passa a ser considerado poluente, pois contém um poder oxidante, acarretando danos à saúde animal e aos vegetais. A concentração máxima deste elemento ocorre entre a altitude de 15 a 30 km, na estratosfera. • nitrogênio (n) – é o componente que se encontra em maior abundância na atmosfera, po- rém não realiza nenhuma função relevante, quimicamente ou energeticamente falando. Se- gundo Ferreira (2004), esteelemento, na alta atmosfera, é capaz de absorver pouca “energia solar de pequeno comprimento de onda, passando à forma de energia atômica”. 2.3.2 Estrutura vertical da atmosfera A atmosfera apresenta uma estrutura vertical extremamente variável em relação à umidade, pressão, composição, temperatura, entre outros aspectos. Pode-se dizer que a atmosfera divide-se em cinco camadas, aproximadamente homogêne- as, conforme demonstrado na Figura 6, a saber: exosfera, termosfera, mesosfera, estratosfera e troposfera. Esta divisão se fundamenta na variação da temperatura do ar em relação à altitude. DiCA “[...] a pressão de satu- ração do vapor d’água não depende da pres- são atmosférica, mas sim da temperatura” (VIANELLO, 2000, p.57) Figura 6: Estrutura Vertical da Atmosfera Terrestre até 80 km de altitude. Fonte: Disponível em <http://www.google. com.br/> Acesso em 18 de novembro de 2013. ► 21 Geografia - Climatologia 2.3.2.1 Exosfera É a camada mais alta da atmosfera, se inicia a, aproximadamente, 600 km de altitude em re- lação a Terra e estende-se através da magnetosfera pelo espaço até cerca de 10.000 km de altitu- de. Apresenta o ar muito rarefeito, acima de 3.500 km, predominam as partículas de hidrogênio atômico. Descendo até cerca 1.000 km, o hélio e o hidrogênio coexistem em partes iguais; abaixo deste nível, existe pouco oxigênio. 2.3.2.2 Termosfera Estende-se da altitude de 90 km até a exosfera; com o limite superior máximo de 1.000 km, diz-se que é o “topo da atmosfera”. As moléculas de gás nela existentes (sobretudo oxigênio e azoto) são degradadas pela intensa radiação solar, dando origem às partículas carregadas de ele- tricidade chamadas íons. É caracterizada por sucessivo aumento da temperatura média do ar em relação à altitude. Embora a noção de temperatura se torne imprecisa por causa da rarefação de moléculas, pode- -se dizer que varia de 500 km a 2.000 km, contudo, dependerá da atividade solar e do horário. A claridade fulgurante visível nas grandes latitudes da Terra – as chamadas auroras e austrais – resulta destas perturbações elétricas, devido ao impacto dos elétrons sobre as moléculas de oxigênio e azoto. As camadas de íons a 100-300 km refletem as ondas das emissões de rádio, pois é constituído por considerável quantidade de moléculas ionizadas, de átomos e elétrons livres. 2.3.2.3 Mesopausa Refere-se a uma região de transição entre a termosfera e a mesosfera. Assim como as re- giões de transição, apresenta isotermia. Tem espessura média de 10 km, com limites entre 80 e 90 km. 2.3.2.4 Mesosfera Camada de 30 km de espessura entre a ionosfera e a estratosfera. Aqui a temperatura desce drasticamente a 10ºC (a 50km) para – 80ºC (a 80 km), a razão desta queda da temperatura se dá porque a camada é aquecida por baixo, pela camada de ozônio. Aqui a presença de moléculas se torna cada vez menos constante, encontrando-se elemen- tos de forma monoatômica. Há ainda certa proporção de nitrogênio e oxigênio, por outro lado, vapor d’água e gás carbônico praticamente não existem mais (acima de 60 km). Entretanto, há quase imperceptíveis movimentos verticais. É nesta camada que se observam as auroras, a partir da predominância de ocorrência de partículas livres e íons. 2.3.2.5 Estratosfera Contém uma faixa de ozônio – oxigênio com três átomos, em vez de dois – que é essen- cial para a vida na terra. Absorve e filtra a maior parte da radiação solar ultravioleta, que é letal para organismos vivos. Esta camada está chegando a 50 km de altitude. Acima da tropopausa, a temperatura sobe de 55ºC acerca de15 km para 10ºC a 50 km de altitude. Pode chegar a valores máximos próximos de 0º C. Este desempenho está relacionado à absorção da radiação ultravio- leta pelo ozônio. A liberação de energia no processo de formação de ozônio (O3) colabora para o progressivo aumento do aquecimento do ar com a altitude nesta camada. Os movimentos verticais atmosféricos são praticamente nulos, isto porque há estabilidade na temperatura: frio por baixo e quente por cima. 22 UAB/Unimontes - 2º Período É nesta camada que os meteoros ardem no calor de fricção gerado pela sua passagem, atra- vés de uma atmosfera mais densa. As poeiras meteóricas formam nuvens noctilúcias. Também aqui os raios cósmicos são absorvidos e dispersos. 2.3.2.6 Tropopausa É a região de transição entre a troposfera e a estratosfera, caracterizada por um gradiente vertical de temperatura quase nulo. Sua principal característica é a isotermia. Nas latitudes mé- dias, a temperatura da tropopausa varia de -50 a -55 0C, e sua espessura é da ordem de 3 a 5 km. 2.3.2.7 Troposfera Esta camada se encontra em contato com a superfície da Terra. É a mais importante das ca- madas da atmosfera, sob o ponto de vista da Meteorologia. A espessura varia com a latitude e com a época do ano (estações do ano). Nos Polos, oscila entre um mínimo de 6 km no inverno e um máximo de 10 km no verão, em média, enquanto nas zonas tropicais atinge entre 15 a 18 Km. (FERREIRA, 2008). É a camada do fundo da atmosfera e também a mais densa, pois apresenta cerca de 75% da massa gasosa composta em toda atmosfera. É nessa camada que ocorre o efeito estufa. A troposfera eleva-se até uma altitude média de 15 km acima do nível do mar, formando to- das as nuvens normais e os padrões climáticos no seu interior. A temperatura desce cerca de 2ºC a cada 300m, estabiliza-se em 55ºC no cimo, ou tropopausa, onde ventos fortes sopram horizon- talmente – os chamados Jet streams. De acordo com Ayoade (2007, p.21), a tropopausa é a parte superior da troposfera, porém sua altura não é constante, variando de “lugar para lugar e de época para época sobre uma de- terminada área”. A troposfera é dividida em três camadas: a camada laminar, a camada friccional e a camada atmosfera livre. A primeira camada ‘conecta’ o solo à atmosfera; a segunda apresenta cerca de 1.000m de espessura; e a terceira camada está isenta do efeito do atrito oriundo da irregulari- dade da superfície terrestre. É nesta camada que se tem a formação de nuvens como forma de transferência vertical de energia (a condensação do vapor d’água na atmosfera resulta em libera- ção de calor latente). 2.3.2.8 Alguns conceitos importantes esfera Celeste: refere-se a uma esfera tão grande quanto se queira imaginar, na superfície da qual todos os astros estariam localizados e cujo centro coincide com o centro da Terra (Figura 7). esfera Celeste Local: representa o hemisfério visível, o plano meridiano, horizontal do equador, representa ainda, o zênite, o eixo celeste e os pontos cardeais. Movimento Diurno dos Astros: refere-se ao movimento de rotação da Terra em relação ao movi- mento aparente dos astros no céu, de leste (nascen- te) para o oeste (poente); Horizonte: plano tangente a Terra, do lugar em que se encontra o observador. Como o raio da Terra é desprezável frente ao raio da esfera celeste, conside- ra-se que o horizonte é um círculo máximo da esfera celeste, ou seja, passa pelo seu centro. Zênite: é o ponto em que a vertical do lugar in- tercepta a esfera celeste, acima da cabeça do obser- vador. nadir: é o ponto diametralmente oposto ao zê- nite. Figura 7: Esfera Celeste. Fonte: Disponível em <http://www.astro.iag. usp.br/~ronaldo/intrcosm/ Glossario/EsferaCel.html> Acesso em julho de 2013. ► 23 Geografia - Climatologia equador Celeste: refere-se ao círculo máximo no qual o prolongamento do equador da Ter- ra intercepta a esfera celeste. Polo Celeste norte e Sul: são os pontos onde o prolongamento do eixo de rotação da Terra intercepta a esfera celeste, nos hemisférios norte e sul. Ponto Geográfico norte ou Ponto Cardeal norte: diz-se daquele ponto em que o círculo vertical passa pelo polo celeste norte e intercepta o horizonte. Paralelo ou Círculo Diurno: refere-se a qualquer círculo da esfera celeste situado paralela- mente ao equador celeste. Meridiana: é a linha sobre o horizonte que liga os pontoscardeais norte e Sul. Círculo horário ou Meridiano ou Meridiano Local: qualquer semicírculo máximo da esfera celeste que contém os dois polos celestes. (Figura 8a). Círculo de altura: qualquer círculo da esfera celeste paralelo ao horizonte. É também cha- mado almucântara, ou paralelo de altura (Figura 8b). Círculo vertical: tem o seu início no zênite e término no nadir. Refere-se a qualquer semicírculo máximo da esfera celeste contendo a vertical do lugar (Fi- gura 8c). 2.4 Relações astronômicas entre e sol e a terra Segundo Vianello e Alves (2000), é importante destacar e compreender o movimento da Ter- ra em relação ao Sol, além de analisar as consequências desse movimento. Considera-se, então, o Sol imóvel, ocupando um dos focos da elipse que representa a trajetória da Terra em seu movi- mento em torno do Sol (Figura 9). DiCA VÍDeO SUGeriDO: O Dia Depois de Ama- nhã (EUA, 2004, 20th Century Fox) SINOPSE: Quando o aquecimento global faz disparar uma série de desastres naturais nun- ca vistos anteriormente, incluindo furacões em Los Angeles, chuvas de granizo do tamanho de bolas de basquete, em Tóquio e uma onda de violentas tempestades em Nova York, os cien- tistas temem o começo de uma nova Era do Gelo. Dennis Quaid faz o papel de um climato- logista, tentando avisar o mundo... e salvar seu filho (Jake Gyllenhaal) do frio glacial nesta epopeia emocionante e em ritmo acelerado sobre a catástrofe. ◄ Figura 8: Plano do Equador, Meridiano Local, e Plano Horizontal (a), Círculos Verticais e de Altura (b), Paralelos e os Meridianos (c). Fonte: Ferreira, 2008. 24 UAB/Unimontes - 2º Período A distância média da Terra-Sol varia em relação ao período do ano. Apresenta uma distância mínima de 147,1 x 106 Km e máxima de 152,1 x 106 Km. A distância média fica em torno de 149,6 milhões de quilômetros. Este valor é denominado de unidade astronômica. A Terra realiza o movimento de translação em torno do Sol, e o movimento de rotação em torno de seu próprio eixo (Figura 9). Estes não são os únicos movimentos realizados pela Terra, entretanto, são os únicos relevantes para a meteorologia. 2.4.1 Os sistemas de coordenadas Sistemas de coordenadas servem para determinar a posição de um astro no espaço. Utiliza- -se somente de coordenadas angulares, sem se preocupar com as distâncias dos astros. Portanto, a posição do astro será determinada por dois ângulos de posição, um medido sobre um plano fundamental e o outro medido perpendicularmente a ele. Os sistemas de coordenadas geográficas (Figura 10) servem para medir a posição sobre a superfície terrestre. Define-se o ponto através da latitude, longitude e altitude. Latitude: refere-se à distância angular de um ponto do globo em relação à linha do equa- dor terrestre, variando de 0 a +90 graus para o norte e de 0 a -90 graus para o sul. Longitude: refere-se ao ângulo entre o plano que contém o eixo da Terra em relação ao meridiano de Greenwich, contado de 0 a +180 graus para oeste e de 0 a -180 graus para leste, variando entre -12h a oeste e + 12h a leste. Altitude: é a elevação vertical de um ponto terrestre qualquer em relação ao nível do mar, nível zero. Quanto mais alto, menor é a pressão, a umidade e a temperatura. Ao ultrapassar a Ter- mosfera, a temperatura volta a subir, por influência dos raios ultravioleta. Chega a ultrapassar 1000ºC acima de 500 Km de altitude (Exosfera). Figura 9: Movimento da Terra no Espaço, em Relação a um Referencial Centrado num Ponto da Via- Láctea (A), e em Relação ao Sol (B). Fonte: VAREJÃO-SILVA e CEBALLOS, 1982.. ► Figura 10: Sistemas de Coordenadas Geográficas - Paralelos e Meridianos Fonte: Disponível em <http://www.google.com. br/> Acesso em 18 de novembro de 2013. ► 25 Geografi a - Climatologia 2.4.2 Estações do ano A regularidade de deslocamento do astro Sol possibilitou que fosse definido um intervalo de tempo denominado de ano. O intervalo de um ano é o tempo gasto pelo sol para sair de sua posição máxima à esquerda e passar por um ponto médio até atingir o extremo máximo à direi- ta, para posteriormente retornar ao ponto médio e extremo máximo à esquerda. Esses pontos extremos máximos e médios são designados por solstício e equinócio. Tem-se, então, no período de um ano, dois momentos de solstícios e dois momentos de equinócios, divididos em quatro estações anuais, que irão variar em relação ao hemisfério em que o observador se encontra. Há, portanto, solstício de primavera e verão e equinócios de outo- no e inverno (Figura 12). Sequencialmente, para os períodos de solstícios e equinócios, têm-se as mudanças de esta- ções nas seguintes datas: QUADRO 01 Estações do Ano estações do Ano início no Hemisfério Sul início no Hemisfério norte Solstício Primavera 22 ou 23/setembro 22 ou 23/março Verão entre 21 e 23/dezembro entre 21 e 23/junho equinócio Outono 20 ou 21/março 20 ou 21/setembro inverno entre 21 e 23/junho entre 21 e 23/dezembro Fonte: Elaboração própria. CASTRO, G.F. 2013. DiCA O período de duração das estações do ano é de 3 meses. ◄ Figura 11: Altitude. Fonte: Disponível em <http://www.google.com. br/> Acesso em 18 de novembro de 2013. ◄ Figura 12: As Estações do Ano. As áreas sombreadas representam porções da superfície terrestre não atingidas pela luz solar. Fonte: Disponível em <http://meteoropole. com.br/tag/estacoes-do- -ano-2/> Acesso em 01 de setembro de 2013. 26 UAB/Unimontes - 2º Período a. SOLSTÍCiOS (do latim: solstitiu = Sol Parado): refere-se às posições do Sol nas quais a sua declinação é igual aos valores extremos sendo denominados de solstícios. É representado pelos instantes em que o Sol se encontra mais afastado do plano equatorial celeste (terres- tre). O sol então incide perpendicularmente sobre um ponto localizado no trópico, e tan- gencia nos círculos polares Antártico e Ártico. Veja a figura 13. b. eQUinÓCiOS (do latim: aequinoctiu = noite igual; aequale = igual + nocte = noite): trata das posições de declinação nula, caracterizada pelos instantes em que o Sol passa pelo pla- no equatorial. Corresponde ao ponto médio do intervalo de deslocamento. Diz-se que as noites apresentam o mesmo “tamanho” que os dias, ou seja, noites e dias iguais. O Sol nos períodos de outono e inverno irá incidir perpendicularmente sobre o equador. Conforme é possível perceber na Figura 13. 2.4.3 Movimento aparente do sol Ao relacionar a OBLIQUIDADE DA ECLÍPITICA e a TRANSLAÇÃO DA TERRA, tem-se a impres- são de que o Sol se desloca na direção Norte-Sul, o que dá origem às ESTAÇÕES DO ANO. Portan- to, por outro lado, a ROTAÇÃO DA TERRA causa a impressão de que o Sol se desloca do leste para oeste ao longo do dia. Figura 13: Os números 1 e 3 referem-se aos solstícios de verão e inverno. E os números 2 e 4 referem-se aos equinócios de outono e inverno. Fonte: Disponível em <http://www.das.inpe. br/ciaa/cd/HTML/dia_a_ dia/1_5_2.htm> Acesso em 25 de agosto de 2013. ► Figura 14: Movimento anual aparente do Sol na direção Norte – Sul associado à variação de sua declinação, devida à obliqüidade do eixo terrestre em relação ao plano da eclípitica. Fonte: VAREJÃO-SILVA e CEBALLOS, 1982. ► 27 Geografi a - Climatologia No Equador não há muita diferença em relação às estações no ano. Normalmente, o Sol é constante por 12h acima do horizonte e 12h abaixo do horizonte. Tem-se, então, todas as esta- ções muito parecidas. Entretanto, à medida que irá se afastando do Equador, cada estação ficará mais acentuada e definida. Observe a Figura 16. A região tropical está compreendida entre as latitudes de -23,5° e +23,5°, nesta área o Sol passa pelo zênite pelo menos uma vez por ano, porém a área que estiver fora da região tropical não terá o Sol passando pelo zênite. Nas regiões polares, as quais apresentam latitudes acima de + 66,5° ao Norte e – 66,5º ao Sul, mais conhecidas como Círculos Polares, o Sol sempre estará acima do horizonte no solstíciode verão e sempre abaixo do horizonte no equinócio de inverno. 2.4.3.1 Noite e dia Por causa da enorme distância compreendida entre o Sol e a Terra e considerando-se que os raios solares são paralelos entre si e que a Terra é um círculo, pode-se dizer que esta é dividida em duas partes ou dois hemisférios: um iluminado e outro não iluminado, isto é, o dia e a noite. Conforme ilustra a Figura 17. ◄ Figura 15: Plano do Equador, formando um Ângulo 23º27’ com o da Eclíptica. Observa-se o Círculo Polar Ártico (a), Círculo Polar Antártico (d), o Trópico de Câncer (b) e o trópico de Capricórnio (c) Fonte: VAREJÃO-SILVA e CEBALLOS,1982. ◄ Figura 16: Zona Tropical (a), Zona Temperada (b) e Zona Polar (c). Zênite (z). Fonte: Disponível em <www.universoevida. com/> Acesso em 25 de agosto de 2013.. ◄ Figura 17: Dia e Noite. Fonte: Disponível em <http://nautilus.fis.uc.pt/ astro/hu/movi/translacao. html> Acesso em 25 de agosto de 2013.. 28 UAB/Unimontes - 2º Período Como o movimento aparente do Sol é de leste para oeste, tem-se que os pontos situados a leste, de um lugar qualquer, terão o nascer, o culminar e o pôr do sol primeiro. Como pode ser observado na Figura 18, o sol nascerá em Recife (PE) duas horas e trinta minutos mais cedo do que em Cruzeiro do Sul (AC), por exemplo. 2.5 Radiação É o processo pelo qual a energia é propagada através de um meio qualquer, sob a forma de ondas. • radiação Solar: de acordo com o INEP, radiação solar é caracterizada por “ondas eletromag- néticas curtas emitidas pelo Sol, responsáveis pelo aquecimento terrestre. [...] é parcialmen- te refletida pelo Planeta Terra.” Este tipo de radiação determina todo o sistema, podendo ser analisado pelos seus elemen- tos: temperatura, pressão e umidade, tendo grande influência sobre as características bioge- ográficas, fenômenos geomorfológicos, hidrológicos, etc. O padrão relacionado à variação da temperatura diária pode ser alterado, como, por exem- plo, em caso de presença de nuvens e vento. O primeiro, por um lado, contribui para a di- minuição da incidência da radiação solar e, por outro lado, retém parte da radiação (onda longa) que a Terra emite durante o período da noite. O segundo fator, o vento, provoca a redistribuição do calor presente no ar. Em relação aos continentes, os mares e oceanos, Mendonça e Oliveira (2007, p.54) afirmam que “durante o dia, a radiação solar que não foi refletida penetra no oceano e é absorvida, ao longo de sua trajetória, pela água. [...] as trocas de calor entre o ar e a água são mais len- tas que as que se estabelecem com o solo, opaco à luz e de albedo relativamente elevado”. • radiação Terrestre ou radiação noturna: ocorre no período da noite, pois é quando a ra- diação solar é interrompida. Aqueles que envolvem as radiações de ondas longas, na faixa do infravermelho, estão relacionados a este tipo de radiação. Figura 18: (A) refere-se a Recife, localizado no estado de Pernambuco e (B) refere-se ao Cruzeiro do Sul, no Acre. Fonte: Disponível em <https://maps.google. com.br/> Acesso em 25 de agosto de 2013. ► 29 Geografia - Climatologia • radiação Atmosférica: a atmosfera absorve 24% da radiação solar (ondas curtas) que atin- ge a Terra. 91% da radiação terrestre infravermelha são absorvidas pela atmosfera, os outros 9% são liberados no espaço. De acordo com Ayoade (2007), isso que dizer que a atmosfera “age como o vidro numa estufa, admitindo a radiação solar, mas não permitindo que a ra- diação terrestre saia para o espaço”, daí o conhecido ‘efeito estufa’. 2.5.1 Espectro eletromagnético De acordo com Vianello e Alves (2000, p.156), o espec- tro eletromagnético “é o conjunto de radiações eletromag- néticas ordenadas de acordo com as suas frequências, seus comprimentos de ondas ou números de ondas”. Em outras palavras, é o intervalo completo da radiação eletromagné- tica, composto por ondas de rádio, as microondas, o infra- vermelho, a luz visível, os raios ultravioletas, os raios X até a radiação gama. A Figura 19 representa o espectro eletromagnético, ilustrando os tipos de ondas (curtas e longas) e frequências da radiação. Observe que o espectro abrange um amplo in- tervalo de comprimentos de onda e de frequências, consi- derando dois pontos, quais sejam: 1) as ondas muito longas de baixas frequências (ondas de rádio), que produzem a cor vermelha, passando pelas ondas infravermelhas e 2) as on- das de luz visível até chegar a frequências muito altas e cur- tas dos raios gama e raios X, produzindo assim a cor violeta. O Quadro 02 mostra as diversas faixas do espectro, en- quanto a Figura 20 representa a região visível do espectro dividida em micrômetro. QUADRO 02 Representação das Faixas do Espectro radiação Comprimento de Onda (micrômetro) Raios y, Raios x < 0,001 Radiação ultravioleta 0,001 a 0,39 Luz Visível 0,39 a 0,77 Radiação infravermelha 0,77 a 1000 Ondas de radar, televisão, rádio > 1000 Fonte: VIANELLO E ALVES, 2000. Em relação à distribuição espectral da radiação, temos: • Grande parte da radiação emitida pelo Sol encontra-se na faixa espectral de 0,2 e 3 μm, com um pico de 0,5 μm. • Devido a esses pequenos comprimentos de ondas, a Radiação solar é denominada de Ra- diação de Onda Curta. • Faixas definidas no espectro. Basicamente três faixas são definidas no espectro: a) radiação ultravioleta, para comprimentos de onda menor que 0,39 μm, corresponde a 9%; b) radia- ção visível, para comprimentos de onda entre 0,39 a 0,77 μm, trata-se de 41% das ondas e c) radiação infravermelha, para comprimento de onda acima 0,77 μm, 50%. PArA SAber MAiS “[...] as ondas curtas provenientes do Sol são contabilizadas como ganho de energia, e as ondas longas emitidas pela superfície, como perda.” (MENDONÇA E OLIVERIA, 2007,36) ◄ Figura 20: Representação Visível do Espectro Fonte: VIANELLO E ALVES, 2000. ◄ Figura 19: Espectro Eletromagnético Fonte: Disponível em <http://www.on.br/ glossario/alfabeto/e/e. html http://www.on.br/ glossario/alfabeto/e/e. html http://www.on.br/ glossario/alfabeto/e/e. html>. Acesso em janeiro de 2009. 30 UAB/Unimontes - 2º Período 2.5.2 Campo de radiação Este campo é caracterizado principalmente pela radiância, a qual se refere à intensidade de radiação, ou seja, à quantidade de energia radiante num intervalo unitário de comprimento de onda, que numa dada direção e num ângulo sólido unitário, atravessa, na unidade de tempo, uma unidade de área tomada perpendicularmente à direção considerada (FERREIRA, 2008). A partir da radiância, pode-se determinar a densidade de fluxo de radiação. Esta grandeza representa a quantidade de energia radiante que transpõe através de certo plano na unidade de tempo e de área, compreendendo as radiações provenientes de todas as direções. Outros termos importantes a serem conhecidos são: a emitância radiante, irradiância e o balanço de radiação. O primeiro refere-se à densidade de fluxo de radiação emitido pela super- fície; o segundo alude à densidade de fluxo de radiação incidente sobre a mesma, e o terceiro trata da contabilização entre o recebimento e a devolução de radiação pela superfície. Vídeos sugeridos DOCUMenTÁriO: Uma Verdade inconveniente (2005) SINOPSE: este documentário conta a batalha de 30 anos do ex-vice-presidente americano Al Gore contra a emissão de gases do efeito estufa. Recebeu o Oscar de melhor documentário em 2006. No palco, Gore exortou a necessidade de uma política de preservação dos recursos não renováveis. Disse que a ecologia é também uma questão de ética. Ele tem como pano de fundo o aquecimento global, provocado pelo efeito estufa e emissões de gases poluentes na atmosfera e, como consequência, alterações climáticas no planeta. Disponível em <http://vimeo.com/24857305> Acesso em 09 de janeiro de 2014. DOCUMenTÁriO: A Grande Farsa do Aquecimento Global. (2007). SINOPSE: este documentário foi produzido pelo britânico Martin Durkin e apresenta ideias opostas àquelassobre as quais se baseiam os estudos sobre o aquecimento global. O filme apre- senta cientistas, economistas, políticos, escritores e outros céticos do consenso científicos sobre o aquecimento global antropogênico. A publicidade ao programa afirma que o aquecimento global provocado pelo homem é uma mentira, o maior embuste dos tempos modernos. O Ca- nal 4 britânico, que exibiu o documentário no dia 8 de março de 2007, descreveu o filme como “uma polêmica que une as opiniões bem documentadas de cientistas respeitados para alcançar as mesmas conclusões. Este é um filme controverso, mas sentimos que é importante que todos os lados do debate sejam ouvidos”. A precisão do programa foi criticada em pontos de vista di- versos e vários comentaristas o criticaram, dizendo que é parcial. Disponível em <http://www.youtube.com/watch?v=tpvpiBiuki4> Acesso em 09 de janeiro de 2014. Debate sobre o Aquecimento Global Luiz Carlos Molion. XXI Fórum da Liberdade. (2013). Disponível em <http://www.youtube. com/watch?v=Cl1ZW1izwzE> Acesso em 09 de janeiro de 2014. Referências AYOADE, J. O. introdução à Climatologia para os Trópicos. Tradução de Maria Juraci Zani dos Santos. Revisão: Sueli Bastos. São Paulo: DIFEL, 1986. ________Trópicos. Climatologia Tropical. 12. ed. Tradução de Maria Juraci Zani dos Santos. Revisão: Sueli Bastos. São Paulo: DIFEL, 2007. FERREIRA, J. E. Apostila da disciplina Meteorologia. Curso de Geografia. Departamento de Ge- ociências. Unimontes. Montes Claros. 2004. ATiViDADe 1) Após seus estudos, participe do Fórum de Discussão registrando a sua opinião sobre o assunto. Inicie respon- dendo: “Por qual dos dois processos (Aqueci- mento ou resfriamen- to) o Planeta Terra está passando neste início de século XXi? Justifique utilizando argumentos geografi- camente corretos.” Observação: caso quei- ra se aprofundar no assunto sugerimos que procure outras fontes de pesquisa. 31 Geografia - Climatologia _____. Apostila da disciplina Meteorologia e Climatologia. Curso de Geografia. Departa- mento de Geociências. Unimontes. Montes Claros. 2008. MENDONÇA, F.; OLIVEIRA, I.M.D. Climatologia: Noções Básicas e Climas do Brasil. São Paulo: Oficina de Textos, 2007. SILVA-VAREJÃO, M. A. Meteorologia e climatologia. Brasília: INMET, 2000. VAREJÃO-SILVA, Jc Ceballos. Meteorologia Geral. Campina: UFPB, 1982. VIANELLO, R. L; ALVES, A.R. Meteorologia básica e Aplicações. Viçosa: UFV, 2000. Sites consultados e sugeridos Glossário de Meteorologia. Disponível em <http://www.cptec.inpe.br/glossario/> Acesso em ja- neiro de 2009. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais/INEP. Disponível em <http://www.cptec.inpe.br/infocli- ma/climatologia.shtml> Acesso em janeiro de 2009. Sismologia. Disponível em <http://www.moho.iag.usp.br/sismologia/index.php> Acesso em ja- neiro de 2009. Glossário. Disponível em <http://pt.wikipedia.org/wiki/> Acesso em janeiro de 2009. 33 Geografia - Climatologia UniDADe 3 Climatologia Graziella Fernandes de Castro Dulce Pereira dos Santos 3.1 Introdução Para a climatologia e a meteorologia, os elementos e os fatores climáticos são essenciais, pois estes permitem compreender os diversos tempos e climas nos mais variados pontos da Ter- ra, bem como entender a dinâmica da circulação da atmosfera. Esta Unidade é importante, pois contribuirá para facilitar o entendimento em relação as suas influências no tempo e no clima local, regional e global. Para isto, destacamos os elementos temperatura, pressão e umidade, e dos fatores climáti- cos destacamos a altitude, a latitude, a maritimidade, a continentalidade, o relevo e a vegetação, bem como apresentaremos e analisaremos os eventos que contribuem para a circulação geral da atmosfera: precipitações, massas de ar, frentes e ventos. A Unidade III está estruturada aqui da seguinte maneira: 3.2 Elementos e Fatores do Clima 3.2.1 Elementos do Clima 3.2.1.1 Temperatura 3.2.1.2 Pressão 3.2.1.3 Umidade 3.2.2 Fatores do clima 3.2.2.1 Altitude 3.2.2.2 Latitude 3.2.2.3 Maritimidade e Continentalidade 3.2.2.4 Relevo 3.2.2.5 Vegetação 3.3 Circulação Geral da Atmosfera 3.3.1 Precipitação 3.3.1.1 Tipos de Chuvas 3.3.1.1.1 Chuvas Orográficas 3.3.1.1.2 Chuvas Frontais 3.3.1.1.3 Chuvas Conectivas ou de Verão 3.3.2 As Variações na Precipitação 3.3.2.1 Orvalho, Geada, Nevoeiro e Nuvens 3.3.2.1.1 Orvalho 3.3.2.1.2 Geada 3.3.2.1.3 Nevoeiro, Neblina ou Cerração 3.3.2.1.4 Nuvens 3.4 Zonas de Convergência (ZC) 3.5 Massas de Ar 3.6 Frentes 3.6.1 Frente Fria 3.6.2 Frente Quente 3.7 Ventos 34 UAB/Unimontes - 2º Período 3.2 Elementos e fatores do clima A caracterização dos climas no planeta é decorrente da interação dos elementos e fatores atuantes sobre o clima e o tempo. Quadro 03. QUADRO 03 Elementos e Fatores Climáticos elementos climatológicos Fatores climatológicos • Temperatura • Pressão • Umidade • Altitude • Latitude • Maritimidade • Continentalidade • Relevo • Vegetação Fonte: Elaboração própria de CASTRO, G.F, (2009). Segundo Mendonça e Oliveira (2007, p.41), “a grande variação espacial e temporal da mani- festação dos elementos climáticos deve-se à ação de controles climáticos (ou fatores climáticos)”. Os fatores climáticos, juntamente com as correntes oceânicas, as massas de ar e as frentes (quente ou fria) irão qualificar os diversos climas terrestres. Vianello e Alves apresentam uma diferenciação entre FATORES e ELEMENTOS CLIMÁTICOS. Os elementos são aquelas grandezas meteorológicas que comunicam ao meio atmosférico suas propriedades e características peculiares [...] variam no tempo e no espaço e são influenciados por certos fatores, chamados fatores climáticos (VIANELLO E ALVES, 2000, p. 382). Alguns fatores físicos são capazes de modificar o clima. São eles: A) Fatores externos: • Flutuações na quantidade de energia solar emitida. • Variações na órbita terrestre e no eixo de rotação. • Aumento ou diminuição do dióxido de carbono atmosférico. • Variações na quantidade de poeiras atmosféricas. • Modificações nas características da superfície dos continentes e dos oceanos. B) Fatores internos: • A quase periodicidade e as anomalias na configuração das temperaturas da superfície oceâ- nica. • O decréscimo na salinidade do Atlântico Norte ou do Oceano Ártico, conduzindo a um au- mento na formação de gelo sobre o mar. • A quase interatividade do sistema climático (autoflutuação de longo prazo, mesmo na au- sência de causas externas, em virtude da alta complexidade dos sistemas interativo Terra- oceano- atmosfera). 3.2.1 Elementos do clima Os elementos e fatores que influenciam no clima são: 3.2.1.1 Temperatura Ayoade (2007, p.50) corrobora que Temperatura “é a condição que determina o fluxo de calor que passa de uma substância para outra”, ou seja, o calor se desloca de um corpo, com tem- peratura maior, para outro, com temperatura menor. 35 Geografia - Climatologia O autor destaca ainda que a temperatura de um corpo é determinada pelo balanço entre a radiação que chega, a que sai e pela sua transformação em calor latente e sensível. Mendonça e Oliveira (2007) informam que a variação da temperatura do ar, de um lugar qualquer, está relacionada a dois fatores: decorre da trajetória diária e anual aparente do sol e resulta das variações interanuais de temperatura, especificadas e propagadas pelas oscilações térmicas e pelos parâmetros de tendência. A Figura 21 apresenta a variação diuturna da temperatura do ar, percebe-se que, durante o período em que há incidência dos raios solares, principalmente, no período da tarde, a tempera- tura é mais alta, e vice-versa. No período que não faz parte da aparente trajetória diária do sol, a temperatura do ar é menor, sendo mais baixa durante a madrugada e o início da manhã. Assim, no período diurno, o ar que se encontra sobre o continente será mais aquecido que aquele que está situado sobre o oceano. No período noturno, a situação se inverte, isso porque durante todo o dia o oceano armazenamais energia que o continente, ocasionando o aqueci- mento mais intenso do ar que se encontra próximo do oceano. São esses eventos que proporcionam os mecanismos de brisa que ocorrem nos continentes, oceanos, rios, lagoas, etc. Segundo Ayoade (2007, p.62), como o ciclo diário é mais curto que o anual, a penetração da energia solar na superfície também é mais curta, “por isso, a amplitude diurna da temperatura é relativamente grande”. Esta amplitude é influenciada pela latitude, pela velocidade do vento, pela capacidade condutiva da superfície e pela localização relativa dos oceanos. As variações na temperatura são resultado das variações sazonais no volume da insolação em qualquer lugar do planeta Terra e aumentam de acordo com a latitude e o grau de conti- nentalidade. Desta maneira, pode-se perceber que, no verão, as temperaturas são mais elevadas, pois há maior volume de insolação. E, no inverno, tem-se o contrário, temperaturas mais baixas, porque o volume de insolação é menor. 3.2.1.2 Pressão Mendonça e Oliveira (2007, p.83) corroboram que “os campos de pressão na superfície da Terra formam os controles climáticos responsáveis pela movimentação do ar em extensas áreas do planeta”. Pressão corresponde, então, à força provocada pelo peso do ar, ou seja, quanto maior a al- titude, menor a pressão e maior a rarefação do ar. Sabe-se, ainda, que o ar quente é leve e que esse fenômeno é explicado pela expansão dos gases; em contrapartida, quando o ar está frio a pressão aumenta. Leia abaixo, trecho do texto do Professor Doutor em Engenharia Agrícola, Expedito José Ferreira: Pressão é força por unidade de área e, como peso é uma força, a pressão at- mosférica é o peso de uma coluna de ar, desde o ponto considerado até uma altura onde praticamente não existem mais gases (cerca de 200 km), por unida- de de área. Em Meteorologia, a pressão resulta da ação do ar atmosférico (pres- são atmosférica) sobre os corpos nele mergulhados. A força F, portanto, corres- ponde ao peso da coluna de ar que existe sobre o corpo considerado, sendo A, a área da seção transversal de tal coluna. Denomina-se Pressão Atmosférica (P) ◄ Figura 21: Variação Diuturna da Temperatura do Ar Fonte: MENDONÇA E OLIVEIRA, 2007. 36 UAB/Unimontes - 2º Período ao peso exercido por uma coluna de ar, com secção reta de área unitária, que se encontra acima do observador, em um dado instante e local. A importân- cia do estudo da Pressão Atmosférica centra-se no fato de que, sendo o ar um fluido, sua tendência é movimentar-se em direção às áreas de menor pressão. Depreende-se, assim, que o movimento da atmosfera está intimamente rela- cionado com a distribuição da pressão atmosférica, embora existam, também, outras forças intervenientes que afetam bastante a tendência inicial do ar de mover-se diretamente para as regiões onde a pressão estiver mais baixa (FER- REIRA 2008, s/p). A Pressão Atmosférica depende, assim, das condições locais e instantâneas, tais como altu- ra, temperatura, umidade, etc. Ela desempenha importantíssimo papel no comportamento e no deslocamento das massas de ar. A Figura 22 representa as diversas zonas (equatorial, subtropical, subpolar e polar)e as áreas de baixa pressão e anticiclonais situadas no hemisfério norte. 3.2.1.3 Umidade A Umidade corresponde à quantidade de vapor de águas encontrada na atmosfera em determinado instante, podendo ser expressa em números abso- lutos (g/m³) e relativos (%). • Umidade Absoluta (UA): é a quantidade de vapor d’água, real, existente no ar, isto é, é o volume máximo de vapor d’água que a atmosfera compor- ta. A representação é dada em gramas por metro cúbico (g/m3). • Umidade relativa (Ur): representa a presença do vapor no ar, expressando uma relação de proporção relativa entre a quantidade de vapor existente no ar e o ponto de saturação do mesmo. Ao saturar-se de vapor, a atmosfera promoverá a precipitação ou chuva. Figura 22: Representação das Zonas de Alta e Baixa Pressão Fonte: Adaptado SIMIELE, Maria Elena. Geoatlas. São Paulo, Ática, 1998. p. 25. ► Figura 23: Representação Esquemática da Saturação do Vapor Fonte: MENDONÇA E OLI- VEIRA, 2007. ► 37 Geografia - Climatologia • Observa-se na Figura 23 o exemplo da esquematização de saturação do vapor, o ponto de saturação máximo é 100% de umidade relativa. • Umidade específica: está relacionada com o peso do vapor d’água e o peso do ar, ou seja, quantos gramas de vapor existem em cada quilograma do ar. Há dois processos responsáveis pelo aquecimento do ar e resfriamento do ar, são eles: res- friamento adiabático e o aquecimento adiabático. Mendonça e Oliveira explicam que o primeiro processo está relacionado à ascensão de dada coluna de ar, o que ocasiona a expansão das moléculas, re- sultando num decréscimo da densidade em relação ao ambiente no seu entor- no, ou seja, “as moléculas passam a ter menos contato entre si, pois diminuem o número de choques entre elas, e consequentemente, a temperatura da colu- na do ar tem seu valor rebaixado (MENDONÇA E OLIVEIRA, 2007, p.63). No segundo processo, ocorre o contrário, isto é, “quando o ar descende, sua densidade au- menta e há possibilidade de contato entre suas moléculas. Aumentando-se o número de cho- ques entre elas, eleva-se a temperatura” (MENDONÇA E OLIVEIRA, 2007, p.64). 3.2.2 Fatores do clima Os fatores mais importantes que atuam diretamente sobre o clima, são: altitude, latitude, maritimidade, continentalidade, relevo e vegetação. Estes são definidos como: 3.2.2.1 Altitude Relacionada à altitude tem-se uma maior ou menor temperatura, ou seja, quanto maior for a altitude, menor a temperatura e quanto menor a altitude, maior a temperatura. Daí as menores temperaturas atmosféricas estarem relacionadas às camadas mais altas, como a termosfera e a exosfera. 3.2.2.2 Latitude A Latitude é um importante fator climático, primeiro porque quanto maior a latitude, ou seja, quanto mais nos afastamos da linha imaginária do Equador, menores são as médias térmi- cas anuais e quanto mais nos aproximamos dos polos, mais frias ou baixas serão as temperaturas. Entre os diversos condicionantes astronômicos, podemos citar: a. a rotação da Terra sobre o seu eixo: define, em relação à entrada de energia solar, o dia e a noite. A Figura 24 representa o solstício (verão e inverno) e o equinócio (primavera e ve- rão), com destaque para a duração dos dias em várias latitudes; b. a inclinação do eixo da Terra sobre o plano dela mesma, realizando o seu movimento ao redor do Sol (eclíptica); DiCA “O ar úmido é mais leve que o seco e por isso apresenta maior faci- lidade para ascender, estando ambos sob as mesmas condições de temperatura.” (MEN- DONÇA E OLIVEIRA, 2007, p. 63) DiCA A inclinação do eixo de rotação da Terra apresenta um ângulo de 23º27’ em relação a eclíptica. Figura 24: Solstícios e Equinócios Fonte: STRAHLER, 1971, apud MENDONÇA e OLI- VEIRA, 2007) ▼ 38 UAB/Unimontes - 2º Período c. o movimento de translação; e d. a distância e a diferença de tamanho entre a Terra e o Sol e a aparente forma esférica da Terra. De acordo com Mendonça e Oliveira (2007), dois fatores definem o ângulo com que os raios solares incidirão sobre a superfície de um determinado lugar: a latitude do lugar e a época do ano. Relacionadas à latitude destacam-se ainda as zonas climáticas, definidas pelos paralelos latitudinais, conforme se pode observar na Figura 25. 3.2.2.3 Maritimidade e continentalidade Tanto a Maritimidade (mares e oceanos) quanto a continentalidade contribuem para a re- gulamentação da temperatura e da umidade dos climas. A maritimidade atua como um principal fornecedor de água para a camada mais baixa da atmosfera, a troposfera. A continentalidade é dada pelo distanciamento do lugar em relação ao oceano e mar. Mendonça e Oliveira destacam que o aquecimento diferenciado que se verifica entre as águas oceânicas e as su- perfícies dos continentes,
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